Danfoss VLT FCD 302 Projektierungshandbuch Seite 66

Anwendungsbeispiele
4.4.7 Optimierung des Prozessreglers
Die Grundeinstellungen sind nun vorgenommen worden,
sodass jetzt nur noch eine Optimierung der Proportional-
verstärkung, der Integrationszeit und der
Differentiationszeit (7-33 PID-Prozess P-Verstärkung,
7-34 PID-Prozess I-Zeit, 7-35 PID-Prozess D-Zeit) aussteht.
Dies kann bei den meisten Prozessen durch Befolgen der
nachstehenden Anweisungen geschehen:
4 4
1. Starten Sie den Motor.
2. Stellen Sie 7-33 PID-Prozess P-Verstärkung auf 0,3
und erhöhen Sie den Wert anschließend, bis das
Istwertsignal gleichmäßig zu schwingen beginnt.
Verringern Sie danach den Wert, bis das Istwert-
signal stabilisiert ist. Senken Sie die
Proportionalverstärkung jetzt um 40-60%.
3. Stellen Sie 7-34 PID-Prozess I-Zeit auf 20 s ein und
setzen Sie den Wert anschließend herab, bis das
Istwertsignal gleichmäßig zu schwingen beginnt.
Erhöhen Sie die Integrationszeit, bis sich das
Istwertsignal stabilisiert, gefolgt von einer
Erhöhung um 15-50%.
4. Verwenden Sie 7-35 PID-Prozess D-Zeit nur bei
sehr schnellen Systemen (Differentiationszeit). Der
typische Wert ist das Vierfache der eingestellten
Integrationszeit. Sie sollten den Differentiator nur
benutzen, wenn Proportionalverstärkung und
Integrationszeit optimal eingestellt sind. Stellen
Sie sicher, dass Schwingungen des Istwertsignals
durch den Tiefpassfilter des Istwertsignals
ausreichend gedämpft werden.
HINWEIS
Bei Bedarf können Sie Start/Stopp mehrfach aktivieren, um
eine konstante Schwankung des Istwertsignal zu erzielen.
4.4.8 Einstellverfahren nach Ziegler-Nichols
Zum Einstellen der PID-Regler des Frequenzumrichters
stehen mehrere Methoden zur Verfügung. Eine Möglichkeit
ist die Verwendung eines 1950 entwickelten Verfahrens,
das sich bis heute bewährt hat. und sich durch seine
schnelle und einfache Durchführung auszeichnet.
HINWEIS
Das beschriebene Verfahren muss für Anwendungen
verwendet werden, die durch die Schwingungen von nicht
vollkommen stabilen Steuerungseinstellungen Schaden
nehmen können.
Die Kriterien zum Einstellen der Parameter basieren auf der
Auswertung des Systems an der Stabilitätsgrenze anstelle
der Ermittlung einer Schrittreaktion. Wir erhöhen die P-
Verstärkung, bis sich eine kontinuierliche Schwingung
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®
VLT Decentral Drive FCD 302 Projektierungshandbuch
(gemessen am Istwert) einstellt, d. h., bis das System
annähernd stabil ist. Die entsprechende Verstärkung (K
als kritische Verstärkung bezeichnet, und die Schwing-
periode (P
werden wie in Abbildung 4.12 festgelegt.
Abbildung 4.12 Annähernd stabiles System
Messen Sie P
plitude ziemlich klein ist. Machen Sie anschließend die
Verstärkung rückgängig (siehe Tabelle 4.23).
K
u
wird.
Regelungstyp
PI-Regelung
Exakte PID-
Regelung
Geringe PID-
Überschwingu
ng
Tabelle 4.23 Einstellverfahren nach Ziegler-Nichols für Regler, basierend auf einer
Stabilitätsgrenze.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Reglereinstellung nach
Ziegler-Nichols bei vielen Systemen eine gute Rückführung
bietet. Der Prozessoperator kann die abschließende
Einstellung der Steuerung wiederholt durchführen, um eine
zufriedenstellende Steuerung zu erzielen.
®
MG04H103 - VLT ist eine eingetragene Marke von Danfoss
) (auch als kritische Periodendauer bezeichnet)
u
y(t)
P u
an einer Stelle, an der die Schwingungsam-
u
ist die Verstärkung, bei der die Schwingung erreicht
Proportional- Integrationszeit Differentiati-
verstärkung
0,45 * K 0,833 * P
u
0,6 * K 0,5 * P
u
0,33 * K 0,5 * P
u
),
u
t
onszeit
-
u
0,125 * P
u u
0,33 * P
u u